Артюнина Г.П., Гончар Н.Т., Игнатькова С.А. Основы медицинских знаний. Том 1

Подождите немного. Документ загружается.

рию наследственности. Значительную роль в развитии и формиро-

вании этой науки в 20-30-х годах нашего столетия сыграли советс-

кие ученые Н. И. Вавилов, Н. К. Кольцов, С. Н. Давиденков и мно-

гие другие.

Одновременно с формированием общей генетики разви-

валась отдельная отрасль этой науки - медицинская генетика -

учение о значении наследственности в болезнях человека.

Сейчас уже все знают, что основным материальным носи-

телем генетической информации являются хромосомы и гены.

Каждая клетка организма содержит диплоидный (удвоенный)

набор хромосом, а половые клетки имеют гаплоидный (одинар-

ный) набор. Сливаясь, две половые клетки образуют новый -

опять диплоидный - набор, но уже из хромосом обоих родите-

лей. Он и дает начало новому организму.

Но после слияния половых клеток в формировании хро-

мосом нового организма иногда случаются сбои. Это и являет-

ся причиной различных патологических состояний, которые

получили название хромосомных болезней человека. Таким

образом, хромосомные болезни - это болезни, вызываемые чис-

ловыми или структурными изменениями хромосом либо их со-

четанием. Обнаружить такие нарушения можно лишь при спе-

циальном анализе ядер клеток - кариологическом исследовании.

Совокупность количественных и качественных признаков хро-

мосом, определяемая при микроскопировании в одиночной

клетке, называется кариотипом. Цитогенетические исследова-

ния впервые были описаны более 30 лет назад. Они позволяют

диагностировать хромосомные болезни человека, а также оп-

ределять значение различных вредных факторов в формирова-

нии хромосомных нарушений.

Ген является более мелким генетическим материалом и

представляет собой сложную молекулярно-генетическую систе-

му, прерывисто кодирующую наследственную информацию, а

также регулирующую ее реализацию. Совокупность всех генов

организма составляет его генотип. Геном человека содержит

примерно 70 тысяч генов. Изменчивость генов и контролируемых

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

ими признаков является материалом для эволюционных изменений,

приспособления организмов к среде их обитания. Если признак имеет

одно качественное состояние, его называют мономорфным, если

несколько качественно различных состояний - полиморфным. На-

следственный полиморфизм характерен для многих признаков че-

ловека и других живых организмов. Такие признаки, как цвет глаз,

форма губ, ушных раковин, подбородка, группа крови, способны

принимать разное качественное состояние.

Гены, полученные от отца и матери, у потомков не сливают-

ся, а сохраняют свою индивидуальность. Если ребенок получил

от каждого родителя по одинаковому гену, обусловливающему, к

примеру, карий цвет глаз, такое состояние называют гомозигот-

ным. Если от одного родителя получен ген карих глаз, а от друго-

го голубых, то такое состояние называют гетерозиготным. Ген,

эффект которого проявляется, получил название доминантного (А),

а подавляемый ген называют рецессивным (а). Гомозиготный орга-

низм по доминантному признаку обозначают формулой АА, по

рецессивному признаку - аа, а гетерозиготный - Аа. В каждой по-

ловой клетке оказывается только один из двух генов, обусловли-

вающий определенный признак организма. Эффект рецессивного

гена может проявиться только в том случае, когда у индивида он

содержится в двойном наборе (гомозиготном состоянии), то есть,

когда один рецессивный ген получен от отца, другой - от матери.

Доминантный же ген проявляется как в гомозиготном, так и в ге-

терозиготном состоянии. Например, если один родитель имеет

карий цвет глаз (с генетической формулой АА), а второй - голубой

(аа), то потомство этих родителей будет кареглазое в соответ-

ствии с законом доминирования (генетическая формула Аа). В

свою очередь супруги-гетерозиготы Аа с карими глазами могут

иметь в потомстве и кареглазых и голубоглазых детей, поскольку

наряду с гетерозиготами Аа вновь образуются исходные зиготы

АА и аа. В том случае, если признак контролируется не одним, а

несколькими генами, между ними могут возникать разные типы

взаимодействий. Непрерывно варьирующие количественные при-

знаки, такие, как рост, масса тела, размеры органов, физиологи-

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

ческие особенности, контролируются большим числом генов со

слабым индивидуальным действием (полигены). Например, раз-

нообразие оттенков окраски кожи человека зависит от различного

количества генов (считают, что не менее 20), ответственных за

этот признак у разных людей.

Изучение наследования генов и характера их действия у

человека проводится с помощью генеалогического и близнецо-

вого методов генетического анализа. Генеалогический анализ

болезни можно провести при условии родственных связей меж-

ду семьями, в которых есть больные. По другому раньше и

нельзя было решить вопрос: о каком же заболевании идет речь

в конкретной семье. Единственной предпосылкой идентифика-

ции наследственных болезней был в те времена талант врача,

который один мог тонко подметить клинические особенности

на первый взгляд сходных форм недуга в разных семьях. Это

действительно на первых этапах поставляло медицинской гене-

тике новую информацию о симптомах наследственных заболе-

ваний. В конце 20-х годов широкое применение в медицинской

генетике приобрел близнецовый метод. Смысл его заключается

в следующем. Близнецовая пара обследуется на наличие забо-

левания у обоих близнецов. Если они оба страдают заболева-

нием, то такая пара называется конкордантной (от английско-

го “concordant” - согласный, согласующийся), если только один

- то дискордантной. Если причина заболевания строго генети-

ческая (наследственные болезни), то пары монозиготных близ-

нецов будут почти всегда конкордатные, а пары дизиготных

близнецов - и конкордантные, и дискордантные (как в семье из

двух детей). Возьмем другую группу причин заболевания - су-

губо внешних (ожоги, травмы). В этом случае конкордантность

(совпадение диагнозов) будет одинаковой среди моно- и дизи-

готных близнецов. Если в происхождении болезней играет роль

и внешняя среда, и наследственность, то конкордантные пары сре-

ди монозиготных близнецов будут встречаться чаще, чем среди

дизиготных. И чем выше роль наследственности, тем чаще. Таким

образом, если сравнить частоту конкордантных пар среди монози-

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

готных близнецов (у них ведь одинаковая наследственность) и ди-

зиготных (у них только 50 процентов общих генов), то вполне мож-

но составить представление о вкладе наследственности в развитие

заболевания. При этом получают суммарную оценку (конечно, ори-

ентировочную) доли влияния как факторов генетической природы,

так и внешней среды на возникновение болезней. Замечено, что во

всех случаях конкордантность монозиготных близнецов превыша-

ет таковую близнецов дизиготных. Однако, для разных заболеваний

эта разница сильно колеблется. Если для одних болезней (напри-

мер, злокачественные опухоли в целом) она небольшая, то для дру-

гих (сахарный диабет, псориаз) - значительная.

Причина наследственной болезни – дефекты в гене-

тическом аппарате (мутации). Любые мутации, вызывающие из-

менения функций отдельных генов, группы генов или всего генети-

ческого аппарата, приводят к болезням. Генными называют те

болезни, в основе которых лежат изменения гена на молекуляр-

ном уровне (генная мутация) и нарушения его функции. Именно

эта группа болезней и была в первую очередь эмпирически под-

мечена врачами в родословных; именно ее изучение заложило

основы медицинской генетики и подтвердило правильность за-

конов Менделя применительно к человеку. Повреждение лю-

бого из генов может сопровождаться структурными изменени-

ями, например, в виде врожденных пороков у детей (на феноти-

пическом, внешнем телесном уровне) или в виде недостаточно-

сти различных ферментов (на биохимическом уровне).

Хромосомные мутации (числовые и качественные) также

могут иметь определенную симптоматику на фенотипическом

уровне. Например, после атомной бомбардировки в Японии

ученые наблюдали структурные мутации хромосом у лиц, ко-

торые подвергались воздействию радиацией. Ученые отмеча-

ют очень высокую частоту возникновения хромосомных аномалий

при образовании зародышевых клеток (не менее 8-10 процентов

гамет имеют измененное число хромосом или нарушенную их струк-

туру). Большая часть их, конечно, «отсекается» уже в процессе оп-

лодотворения, и лишь небольшое количество все же «проскакива-

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

ет» дальше. Зародыш начинает развиваться, происходит его имп-

лантация в матку, а далее, по ходу беременности, может произойти

спонтанное прерывание за счет гибели такого аномального заро-

дыша или плода. Но далеко не во всех случаях. Вот почему и воз-

можно рождение ребенка с хромосомной болезнью.

Хромосомные мутации могут быть вызваны экзогенными и

эндогенными факторами. Наиболее частые из них: пожилой воз-

раст родителей, родственные браки, тяжелые металлы (олово, цинк,

свинец, ртуть, никель и др.), сильно-действующие ядовитые веще-

ства (диоксины, бенз/а/пирен, нитрозоамины и др.), некоторые ле-

карства (неомицин и др.), высокая температура, тяжелые болезни

печени, эндокринные заболевания, некоторые вирусные болезни

(краснуха, грипп) на ранних сроках беременности. В естественной

популяции имеется спонтанный (фоновый) уровень хромосомных

аномалий с частотой от 1% до 3%. Превышение этого уровня сре-

ди населения должно вызывать серьезные опасения.

Для обобщенного понимания действия мутантных генов и

хромосом ученые ввели в генетику специальный термин «груз му-

таций». Этот груз может заявлять о себе двояко: во-первых, пере-

комбинацией уже имеющихся мутантных генов (переком-

бинация осуществляется при образовании гамет). В таком слу-

чае речь пойдет о так называемом сегрегационном грузе. И, во-

вторых, посредством образования новых мутаций в результате

действия мутагенных факторов (мутационный груз). Груз му-

таций проявляется в гаметах, зиготах, у эмбрионов, плодов, а

также в самые разные периоды жизни индивида.

В настоящее время биологические, медицинские и соци-

альные эффекты популяционного груза мутаций выражаются

строго определенными понятиями. Отдельные мутации или их со-

четания могут увеличивать генетическое разнообразие челове-

ческих популяций (балансированный полиморфизм), другие - вы-

зывать летальные (смертельные) эффекты, сниженную фертиль-

ность (плодовитость), социальную дизадаптацию, сниженную про-

должительность жизни.

Попробуем составить представление о величине и тяжес-

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

ти мутационного груза по такому объективному критерию, как рас-

пространенность наследственных болезней. Около 1-2 процентов

новорожденных появляются на свет с той или иной наследствен-

ной патологией. Разница в частоте проявления этих болезней очень

большая. Некоторые заболевания чрезвычайно редки: 1:50000-

1:100000 и даже реже (например, ахондроплазия). Другие встреча-

ются чаще - приблизительно 1:10000 (фенилкетонурия, гемофилия),

а муковисцидоз (поражение дыхательной и пищеварительной сис-

темы) - 1:2500. Наиболее распространена болезнь Дауна - 1:700-

1:1000 новорожденных. К сожалению, поскольку адекватной стати-

стики по наследственной патологии в целом пока что не существу-

ет, говорить об общей распространенности наследственных болез-

ней среди народонаселения мира с достаточной достоверностью

не приходится.

Наиболее обширную группу наследственной патологии

представляют болезни с наследственным предрасположением,

определяющиеся сочетанием наследственных и внешних фак-

торов. Например, частота инсультов и внезапных смертей у

родителей гипертоников наблюдалась в 4-5 раз чаще, чем у ро-

дителей не гипертоников. В родословных «истинно часто боле-

ющих детей» число больных родственников в 2 раза больше,

чем в родословных редко болеющих детей. Максимальная раз-

ница наблюдается в 4-ом поколении (в 5,5 раз больше). Пред-

расположенность проявляется в изменении нормы реакции орга-

низма на действие факторов внешней среды. Например, у лиц

с наследственной предрасположенностью к сахарному диабе-

ту изменена норма реакции на такие обычные продукты как

крахмал и сахар. Эти соединения являются «чрезвычайным фак-

тором», вызывающим тяжелое расстройство углеводного и общего

обмена веществ. Феномен предрасположенности особенно ха-

рактерен для полигенных (многофакторных) болезней, таких как

атеросклероз, гипертоническая болезнь, шизофрения, падагра,

миопия, гиперметропия и др.

Радикулит, шизофрения, вегетативная дистония, паралич

лицевого нерва также могут быть результатом наследственной

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

предрасположенности, проявившейся под влиянием внешних фак-

торов: чрезмерных физических нагрузок, травм, инфекций и др. Но

«фамильная склонность» к тем или иным болезням может и не про-

явиться, если своевременно прибегнуть к самым простым профи-

лактическим мерам: закаливанию, занятиям физкультурой, наконец,

вообще вести рациональный образ жизни, организовать здоровый

режим труда и отдыха.

Болезни с наследственным предрасположением опреде-

ляются множественными генами, каждый из которых скорее

нормальный, нежели патологический. Условно патологической

является, пожалуй, их комбинация, а свое патологическое дей-

ствие (или проявление) эта группа генов осуществляет во взаи-

модействии с определенными факторами внешней среды.

Генетический фон последнее время нестабилен в связи с

радиацией, химическими мутагенами и пр. Около 10% хими-

ческих соединений показывают мутагенную активность. Ост-

рота и масштабность влияния загрязнения окружающей среды

на генетический фон связана с тем, что экологические наруше-

ния не локальны, а захватывают большие регионы и даже це-

лые континенты (радионуклидный след Чернобыля, пестици-

ды в Арктике и пр.). Для обеспечения генетической безопасно-

сти человека необходима система генетического мониторинга

в популяциях людей, проживающих в регионах с разной эколо-

гической обстановкой.

По мнению Г.Д. Бердышева (1993), первоочередной зада-

чей, решение которой позволит сохранить здоровье и увеличить

среднюю продолжительность жизни, является массовое выяв-

ление наследственных нарушений в популяциях и составление

на этой основе медико-генетического паспорта на каждого челове-

ка. Анализ родословных позволяет заблаговременно выделить лю-

дей, угрожаемых по развитию того или иного вида патологии.

З. Макарова (1992) предложила индекс отягощенности

наследственного анамнеза (генеалогический индекс - ГИ). ГИ =

число заболеваний в родословной/число кровных родственни-

ков. Низкий индекс 0-0,2; умеренный 0,3-0,5; выраженный

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

0,6-0,8; высокий > 0,9.

Однако не следует забывать об условности патологичес-

кого характера мутаций у человека. Крупнейший английский

генетик и биохимик Джон Холдейн говорил: «Какова функция

гена гемофилии? Сегодня мы говорим, что он не способен вы-

полнить свою нормальную и необходимую функцию. Но через

тысячу лет наши потомки, быть может, скажут: «Функция это-

го гена состоит в том, чтобы препятствовать быстрому сверты-

ванию крови. Это создает некоторые неудобства в первое сто-

летие человеческой жизни, но оказывается весьма ценным при

пересадках сердца, а в операциях такого рода люди нуждаются

обычно после стопятидесятилетнего возраста».

НАСЛЕДСТВЕННЫЕ БОЛЕЗНИ

Еще в прошлом веке медики знали один-два десятка на-

следственных болезней, в 50-х годах нашего столетия уже 400, а

сегодня их более 9 тысяч. Все они, конечно, были и раньше, но

«прятались» в группах других болезней, под другими названи-

ями. Общая частота генных болезней в популяции в целом со-

ставляет 1-2%.

Более всего изучены хромосомные болезни человека и ген-

ные дефекты обмена веществ. Хромосомные болезни человека

обусловлены количественным повреждением половых хромо-

сом в результате неправильного слияния двух гамет родителей.

Аномалии половых хромосом на микроскопическом уровне

чаще имеют вид трисомий и моносомий. Большинство зигот

гибнет внутриутробно или до 5-ти летнего возраста. Генные

дефекты обмена веществ обусловлены в основном недостаточнос-

тью различных ферментов. Из-за этого резко нарушается обмен липи-

дов, углеводов, аминокислот, образование гормонов и т. п., что вызы-

вает вторичные повреждения центральной нервной системы, равно как

и различных органов и систем организма.

Среди тех наследственных болезней, что обусловлены

повреждением хромосом, наиболее известна болезнь Дауна. Она

описана английским врачом более ста лет назад и названа его

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

именем. Первоначально это заболевание обозначалось как монго-

лоидная идиотия. Врачи уже давно обратили внимание, что риск

рождения ребенка с этой болезнью увеличивается с возрастом

матери. Особенно же он велик в 36-45 лет. Болезнь Дауна – резуль-

тат трисомии 21-ой хромосомы. Частота заболевания - 1:700 ново-

рожденных.

Диагноз при болезни Дауна почти никогда не вызывает

затруднений. Внешний вид больного настолько характерен, что

позволяет поставить диагноз, как правило, еще в самом раннем

возрасте. Небольшой размер головы с несколько уплощенным

затылком, близко расположенные глаза, их разрез - монголо-

идный (отсюда первоначальное название болезни), характер-

ная форма носа и часто большой, не умещающийся во рту язык.

Уши очень маленькие, круглой или почти квадратной формы,

расположены ниже, чем обычно, шея толстая и короткая. Руки

и ноги меньше обычных, ладошки, стопы и пальцы, особенно

пятые, короткие и широкие. И еще один признак, который на-

блюдается у всех без исключения больных, - это чрезвычайно

своеобразный рисунок линий на ладони (поперечная складка).

Опытному специалисту часто достаточно взглянуть на ладош-

ку, чтобы у него не осталось сомнений в диагнозе.

Нередко у таких детей рано обнаруживается еще и патоло-

гия внутренних органов (в основном желудочно-кишечного трак-

та), недоразвитость половых органов. В дальнейшем проявля-

ются умственная отсталость и некоторые аномалии поведения.

Указанные типичные признаки далеко не всегда встреча-

ются в комплексе - это бывает в крайних, наиболее тяжелых

случаях. Чаще проявляются лишь некоторые симптомы, и то не

очень ярко. Порой они бывают настолько стерты, что вызывают

сомнения и споры. Даже наиболее бросающийся в глаза признак

болезни Дауна, не зависящий от национальной (этнической) принад-

лежности больного - монголоидные черты лица, - и тот нередко

выражен недостаточно четко. А вот определенный рисунок линий и

завитков на ладони различим практически всегда.

При легких формах этой болезни умственное и физическое

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

100

развитие детей идет лучше, хотя и с задержкой. Некоторые спо-

собны обучаться во вспомогательной школе, приобретают ос-

новные жизненные навыки. Однако у них, как правило, отсут-

ствует абстрактное мышление и имеются дефекты речи.

Современная медицина располагает достаточным арсена-

лом средств, способных помочь больным детям. В последние

годы появились медикаменты, которые стимулируют обмен ве-

ществ в нервной ткани, улучшают работу мышц, облегчают

передачу нервных импульсов, нормализуют функции внутрен-

них органов. Применение этих средств в определенной после-

довательности и в различных комбинациях, как правило, дает

ощутимый эффект, дети физически и умственно развиваются

быстрее тех, кто такого лечения не получает. Но полностью

вылечить болезнь Дауна пока невозможно. В этом тоже нужно

отдавать себе отчет, чтобы не питать напрасных надежд. Ме-

дико-педагогические мероприятия позволяют иногда про-

фессионально ориентировать больных.

Синдром Патау (трисомия 13 хромосомы) описан в 1960

году. Частота его колеблется в пределах 1:700-800 рождений.

Чаще встречается у пожилых матерей (32,8 лет). Одинаково ча-

сто встречается у обоих полов. Внешний вид больных специфи-

чен: микроцефалия, аномалии глазных яблок, незаращение губы

и неба, другие пороки, причем настолько выраженные, что дети

быстро умирают (до 90% на 1 году жизни). Прогноз неблагоп-

риятен. Успешных методов лечения нет.

У женщин наиболее часто встречается синдром Ше-

решевского-Тернера (ХО). Частота составляет 1% всех зача-

тий, но 18,5% из них абортируются, до 90% погибают внутриутроб-

но. Девочки имеют своеобразный вид: они низкого роста, имеют

«щитовидную» грудь, лицо сфинкса, множество родимых пятен,

низкий рост волос на шее и лбу, бесплодие, в 50% - умственную

отсталость, различные аномалии органов, слуха и т.д. Лечение сим-

птоматическое, направлено на коррекцию вторичных половых при-

знаков.

Синдром Кляйнтефера (ХХV) описан в 1942 году. Его ча-

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com